JP6760417B2 - Manufacturing method for hot press dies, hot press equipment and hot press molded products - Google Patents

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本発明は、熱間プレス用金型、熱間プレス装置および熱間プレス成形品の製造方法に関し、具体的には、天板と、天板に連続する稜線と、稜線に連続する縦壁とを有する断面(例えばハット断面または溝型断面)を有する熱間プレス成形品を製造する場合における縦壁の割れを抑制する技術に関する。 The present invention relates to a hot press die, a hot press device, and a method for manufacturing a hot press molded product. Specifically, the top plate, a ridge line continuous with the top plate, and a vertical wall continuous with the ridge line. The present invention relates to a technique for suppressing cracking of a vertical wall in the case of producing a hot press-formed product having a cross section having a cross section (for example, a hat cross section or a grooved cross section).

近年、自動車の軽量化のため、鋼材の高強度化を図り、使用重量を減ずることが推進されている。自動車に広く使用される薄鋼板においては、強度の増加に伴って、プレス成形性が低下し、複雑な形状を製造することが困難になってきている。具体的には、高強度のブランクは、延性が低下して加工度が高い部位で破断が生じたり、スプリングバックや壁反りが大きくなってプレス成形品の寸法精度が劣化する。このため、高強度、特に780MPa級以上の引張強さを有する鋼板からなるブランクに冷間でのプレス成形を行って所望の形状のプレス成形品を製造することは容易ではない。プレス成形ではなくロール成形によれば、高強度の鋼板の加工が可能であるが、長手方向に一様な断面を有する部品しか製造できない。 In recent years, in order to reduce the weight of automobiles, it has been promoted to increase the strength of steel materials and reduce the weight used. In thin steel sheets widely used in automobiles, as the strength increases, the press formability decreases, and it becomes difficult to manufacture a complicated shape. Specifically, in a high-strength blank, the ductility is lowered and breakage occurs at a portion having a high degree of workability, springback and wall warpage are increased, and the dimensional accuracy of the press-formed product is deteriorated. Therefore, it is not easy to cold press-mold a blank made of a steel plate having a high strength, particularly a tensile strength of 780 MPa class or higher, to produce a press-formed product having a desired shape. Although high-strength steel sheets can be processed by roll forming instead of press forming, only parts having a uniform cross section in the longitudinal direction can be produced.

これに対し、特許文献1には、加熱した鋼板からなるブランクにプレス成形を行う熱間プレス成形と呼ばれる方法が開示され、特許文献2には、室温でブランクを所定の形状に予成形した後にオーステナイト域に加熱し、プレス成形金型内で急冷することにより鋼板の高強度化と成形性を同時に達成する熱間プレス成形法(予プレスクエンチ法)が開示されている。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a method called hot press forming in which a blank made of a heated steel sheet is press-formed, and Patent Document 2 discloses after preforming the blank into a predetermined shape at room temperature. A hot press forming method (pre-press quenching method) that simultaneously achieves high strength and formability of a steel sheet by heating to an austenite region and quenching in a press forming die is disclosed.

熱間プレス成形では、成形時の鋼板が高温、軟質かつ高延性になっているため、複雑な形状のプレス成形品を良好な寸法精度で製造することが可能である。さらに、鋼板をオーステナイト域に加熱しておき、プレス成形金型内で急冷(焼入れ)することにより、マルテンサイト変態による鋼板の高強度化も同時に達成される。 In hot press forming, the steel sheet at the time of forming is hot, soft and highly ductile, so that it is possible to manufacture a press-formed product having a complicated shape with good dimensional accuracy. Further, by heating the steel sheet in the austenite region and quenching (quenching) it in the press forming die, the strength of the steel sheet due to martensitic transformation can be increased at the same time.

このように、熱間プレス成形により高強度鋼板に対する成形の自由度は大幅に高まったものの、熱間プレス成形を行ってもプレス成形時に割れが生じることがある。 As described above, although the degree of freedom of forming a high-strength steel sheet is greatly increased by hot press forming, cracks may occur during press forming even if hot press forming is performed.

図8(a)は、このような割れを生じる熱間プレス成形品1を示す斜視図であり、図8(b)は、熱間プレス成形品1のプレス成形装置3の1/2断面を示す説明図である。また、図9(a)は、同様の割れを生じる熱間プレス成形品2を示す斜視図であり、図9(b)は、熱間プレス成形品2のプレス成形装置4の1/2断面を示す説明図であり、図9(c)は、プレス成形開始前のプレス成形装置4における図9(a)中のA−A‘断面に相当する断面を示す説明図である。なお、図9(a)および図9(c)中の2本の直線は、それぞれが指示する位置がプレス成形前後で対応する位置であることを示す。 FIG. 8 (a) is a perspective view showing a hot press-formed product 1 in which such cracks occur, and FIG. 8 (b) shows a 1/2 cross section of the press forming apparatus 3 of the hot press-formed product 1. It is explanatory drawing which shows. Further, FIG. 9A is a perspective view showing a hot press-molded product 2 that causes similar cracks, and FIG. 9B is a half cross section of the press-molding apparatus 4 of the hot press-molded product 2. 9 (c) is an explanatory view showing a cross section corresponding to the AA'cross section in FIG. 9 (a) in the press molding apparatus 4 before the start of press molding. The two straight lines in FIGS. 9 (a) and 9 (c) indicate that the positions indicated by each are the corresponding positions before and after press molding.

図8(b)に示すように、プレス成形装置3のパンチ5、ダイ6およびブランクホルダ7を用いてブランク8に絞り成形による熱間プレス成形を行って、図8(a)に示すように、例えば、天板1aと、天板1aに連続する2つの稜線1b,1bと、2つの稜線1b,1bそれぞれに連続する2つの縦壁1c,1cとを有する横断面(例えばハット断面または溝型断面)を有するとともに天板1aにプレス方向の平面視で天板1aの外側に張り出して曲がった稜線1bを備えた曲部1dを有する熱間プレス成形品1を製造する場合には、曲部1dの天板1aに連続する縦壁1cにおいて熱間プレス成形時に割れが発生し易い。 As shown in FIG. 8 (b), the blank 8 is hot press-formed by drawing using the punch 5, die 6 and blank holder 7 of the press forming apparatus 3, and as shown in FIG. 8 (a). For example, a cross section having a top plate 1a, two ridges 1b, 1b continuous with the top plate 1a, and two vertical walls 1c, 1c continuous with the two ridges 1b, 1b, respectively (for example, a hat cross section or a groove). In the case of manufacturing a hot press-molded product 1 having a curved portion 1d having a mold cross section) and having a curved portion 1d having a curved ridge line 1b protruding outside the top plate 1a in a plan view in the pressing direction on the top plate 1a. Cracks are likely to occur during hot press forming on the vertical wall 1c continuous with the top plate 1a of the portion 1d.

また、図9(b)および図9(c)に示すように、プレス成形装置3のパンチ5およびダイ6を用いてブランク8に曲げ成形による熱間プレス成形を行って、図9(a)に示すように、例えば、天板2aと、天板2aに連続する2つの稜線2b,2bと、2つの稜線2b,2bそれぞれに連続する2つの縦壁2c,2cとを有する横断面(例えばハット断面または溝型断面)を有するとともに天板2aにプレス方向(天板2aに直交する方向)への段差2eがある熱間プレス成形品2を製造する場合には、段差2e付近の天板2a(特に段差2eを境として低い位置に存在する天板2a)に連続する縦壁2cにおいて熱間プレス時に割れが発生し易い。 Further, as shown in FIGS. 9 (b) and 9 (c), the blank 8 is hot press formed by bending using the punch 5 and the die 6 of the press forming apparatus 3, and FIG. 9 (a) is shown. As shown in, for example, a cross section having a top plate 2a, two ridges 2b and 2b continuous with the top plate 2a, and two vertical walls 2c and 2c continuous with the two ridges 2b and 2b (for example). When manufacturing a hot press-molded product 2 having a hat cross section or a groove-shaped cross section and having a step 2e on the top plate 2a in the pressing direction (direction orthogonal to the top plate 2a), the top plate near the step 2e Cracks are likely to occur during hot pressing on the vertical wall 2c continuous with 2a (particularly the top plate 2a existing at a low position with the step 2e as a boundary).

これまでにもプレス成形品の割れ対策を目的とする発明が多数提案されている。特許文献3には、天板に直交する視線での平面視で湾曲した断面ハット型の部材の冷間プレス成形品の製造方法が開示され、特許文献4には、熱間プレス成形によって断面ハット型の部材を成形するに際し金型(パンチ)に円弧状の別動パンチを内蔵させ、成形下死点において別動パンチを稼働させる方法が開示され、さらに、特許文献5には、成形工程において冷却触媒を用いて材料の特定部分を冷却することにより成形性を向上させる絞り成形による熱間プレス成形法が開示されている。 Many inventions have been proposed for the purpose of preventing cracking of press-formed products. Patent Document 3 discloses a method for manufacturing a cold press-molded product of a cross-section hat-shaped member curved in a plan view in a line of sight orthogonal to the top plate, and Patent Document 4 discloses a cross-section hat by hot press molding. A method of incorporating an arc-shaped separate punch in a mold (punch) when molding a member of a mold and operating the separate punch at the bottom dead point of molding is disclosed. Further, Patent Document 5 discloses that in a molding process. A hot press forming method by draw forming which improves moldability by cooling a specific part of a material with a cooling catalyst is disclosed.

英国特許公報1490535号明細書UK Patent Publication No. 1490535 特開平10−96031号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-96031 国際公開第2014−106932号パンフレットInternational Publication No. 2014-106923 Pamphlet 特開2015−20175号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-2015 特開2014−208374号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-208374

しかし、特許文献3により開示された製造方法を熱間プレス成形に適用すると、パンチ肩部において割れが発生する場合がある。 However, when the manufacturing method disclosed in Patent Document 3 is applied to hot press molding, cracks may occur in the punch shoulder portion.

特許文献4により開示された方法では、成形下死点に到達するまでに生じる縦壁のワレを抑制することができない。さらに、別動パンチを稼働させるためには別働パンチの稼働装置等を別途設ける必要があり、装置コストの上昇は否めない。 The method disclosed in Patent Document 4 cannot suppress the cracking of the vertical wall that occurs before reaching the bottom dead center of molding. Further, in order to operate the separate punch, it is necessary to separately provide an operating device for the separate punch, and the cost of the device cannot be denied.

さらに、特許文献5には、縦壁の割れを抑制する方法が確かに規定されているものの、この方法によっても装置コストの上昇は避けられない。 Further, although Patent Document 5 does specify a method for suppressing cracking of the vertical wall, an increase in device cost is unavoidable even with this method.

このように従来の技術では、製造コストの上昇を伴うことなく、図8および図9を参照しながら説明した、熱間プレス成形時に縦壁に生じる伸びひずみによる縦壁の割れを抑制ができない。 As described above, in the conventional technique, it is not possible to suppress the cracking of the vertical wall due to the elongation strain generated in the vertical wall during hot press forming described with reference to FIGS. 8 and 9 without increasing the manufacturing cost.

熱間プレス成形におけるブランクの割れは、ブランクと金型(パンチ,ダイ)との接触によって生じるブランクの局所的な温度低下に起因して生じることが多い。ブランクにおける金型と接触した温度低下部は、ブランクにおける金型と接触していない非温度低下部(高温部)に比べて硬度が高く変形し難いため、成形時には非温度低下部にひずみが集中することになる。 Cracking of the blank in hot press forming is often caused by a local temperature drop of the blank caused by contact between the blank and the die (punch, die). Since the temperature-reduced portion in contact with the mold in the blank has higher hardness and is less likely to be deformed than the non-temperature-reduced portion (high-temperature portion) in contact with the mold in the blank, strain is concentrated on the non-temperature-reduced portion during molding. Will be done.

本発明者らは、このような前提に基づいて上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下に列記の知見A〜Kを得て、本発明を完成した。 As a result of diligent studies to solve the above problems based on such a premise, the present inventors have obtained the findings A to K listed below and completed the present invention.

(A)図10(a)は、図8(b)に示すプレス成形装置3により熱間プレス成形された熱間プレス成形品1における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図10(b)は、図8(b)に示すプレス成形装置3により熱間プレス成形された熱間プレス成形品1における成形下死点よりも10mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。図10(a)中の数字は指示する領域における板厚減少率を示す。 (A) FIG. 10 (a) is a contour by numerical analysis of the plate thickness reduction rate at the bottom dead center of molding in the hot press molded product 1 hot press molded by the press molding apparatus 3 shown in FIG. 8 (b). 10 (b) is a diagram showing the temperature of each part at a position 10 mm above the bottom dead center of molding in the hot press molded product 1 hot press molded by the press molding apparatus 3 shown in FIG. 8 (b). It is a contour diagram by numerical analysis. The numbers in FIG. 10A indicate the plate thickness reduction rate in the indicated region.

図10(a)に示すように、熱間プレス成形において割れが生じ易い曲部1dの外周側の縦壁1cには、
(i)成形中にプレス方向のみならずプレス方向と直交する方向の張力が付与される部位であること、
(ii)金型5,6と接触しないため高温に保たれる部位であること、および
(iii)ブランク8が接触する金型のダイ肩R部およびパンチ肩R部に挟まれた部位であること
という特徴がある。
As shown in FIG. 10A, the vertical wall 1c on the outer peripheral side of the curved portion 1d, which is prone to cracking in hot press forming, has a vertical wall 1c.
(I) The part where tension is applied not only in the pressing direction but also in the direction orthogonal to the pressing direction during molding.
(Ii) A portion that is kept at a high temperature because it does not come into contact with the molds 5 and 6, and (iii) a portion sandwiched between the die shoulder R portion and the punch shoulder R portion of the mold that the blank 8 contacts. It has the characteristic of being.

(B)これらの特徴(i)〜(iii)から、曲部1dの外周側の縦壁1cは成形時にひずみが集中するために板厚が大きく減少して割れが生じ易い。このため、縦壁1cの割れを抑制するためには、曲部1dの外周側の縦壁1cの非温度低下部(高温部)の領域を拡大することによりひずみの局所的な集中を緩和することが有効である。 (B) From these features (i) to (iii), the vertical wall 1c on the outer peripheral side of the curved portion 1d is likely to be cracked due to a large decrease in plate thickness due to concentration of strain during molding. Therefore, in order to suppress the cracking of the vertical wall 1c, the local concentration of strain is relaxed by expanding the region of the non-temperature lowering portion (high temperature portion) of the vertical wall 1c on the outer peripheral side of the curved portion 1d. Is effective.

(C)天板1aに連続する2つの稜線1b,1bと、2つの稜線1b,1bにそれぞれ連続する2つの縦壁1c,1cが天板1aにプレス方向の平面視で天板1aの外側に張り出して曲がった稜線1bを備えた曲部1dを有するときに、曲部1dの外周側の縦壁1cへのひずみの集中が顕著に発生する。稜線1bが曲がっていると、プレス成型時のブランクの流れが不均一になるからである。 (C) Two ridge lines 1b and 1b continuous with the top plate 1a and two vertical walls 1c and 1c continuous with the two ridge lines 1b and 1b are attached to the top plate 1a in a plan view in the pressing direction and outside the top plate 1a. When the curved portion 1d having the curved ridge line 1b overhanging is provided, the strain is remarkably concentrated on the vertical wall 1c on the outer peripheral side of the curved portion 1d. This is because if the ridge line 1b is bent, the flow of the blank during press molding becomes non-uniform.

(D)図10(c)は、後述する本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品10における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図10(d)は、本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品10における成形下死点よりも10mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。図10(c)中の数字は指示する領域における板厚減少率を示す。 (D) FIG. 10 (c) is a contour diagram obtained by numerical analysis of the plate thickness reduction rate at the bottom dead point of molding in the hot press molded product 10 hot press molded by the press molding apparatus according to the present invention described later. FIG. 10D is a contour diagram obtained by numerically analyzing the temperature of each part at a position 10 mm above the bottom dead point of molding in the hot press-molded product 10 hot-press-molded by the press-molding apparatus according to the present invention. is there. The numbers in FIG. 10 (c) indicate the plate thickness reduction rate in the indicated region.

図10(c)および図10(d)と、図10(a),図10(d)とを対比することから理解されるように、熱間プレス成形により熱間プレス成形品10を製造する際には、パンチ頂部に装着されたインナーパッドを有するパンチを用いること、具体的には、ブランクにおける、プレス方向の平面視で天板10aの曲部10dに成形される部分を、パンチ頂部に出入り自在に装着されたインナーパッドにより支持してパンチとダイを用いて熱間プレス成形を行うことにより、曲部10dの外周側の縦壁1cの非温度低下部(高温部)の領域を拡大でき、これにより、ひずみの局所的な集中を緩和して板厚の減少率を抑制できるため、曲部10dの外周側の縦壁10cにおける割れの発生を効果的に解消できる。 As can be understood from the comparison between FIGS. 10 (c) and 10 (d) and FIGS. 10 (a) and 10 (d), the hot press molded product 10 is manufactured by hot press molding. In this case, a punch having an inner pad attached to the top of the punch is used. Specifically, a portion of the blank that is formed into the curved portion 10d of the top plate 10a in a plan view in the pressing direction is formed on the top of the punch. By supporting with an inner pad mounted freely in and out and performing hot press forming using a punch and a die, the region of the non-temperature lowering portion (high temperature portion) of the vertical wall 1c on the outer peripheral side of the curved portion 10d is expanded. As a result, the local concentration of strain can be relaxed and the reduction rate of the plate thickness can be suppressed, so that the occurrence of cracks on the vertical wall 10c on the outer peripheral side of the curved portion 10d can be effectively eliminated.

(E)上記(A)〜(D)の知見は、天板の稜線が1本のみの場合、すなわちブランクに対してプレス方向の平面視で円形、楕円形、多角形等といった環状の稜線から形成される天板を熱間プレス成形する場合にも適用できる。 (E) The findings of (A) to (D) above are based on the case where the top plate has only one ridgeline, that is, an annular ridgeline such as a circle, an ellipse, a polygon, etc. in a plan view in the pressing direction with respect to the blank. It can also be applied to hot press molding of the formed top plate.

(F)図5(a)は、図9(b)(c)に示すプレス成形装置4により熱間プレス成形された、天板2aに段差2eを有する熱間プレス成形品2における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図5(b)は、図9(b)(c)に示すプレス成形装置4により熱間プレス成形された、天板2aに段差2eのある熱間プレス成形品2における成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。ここで、段差2eとは、天板2aの成形高さが変わる境界部である。 (F) FIG. 5 (a) shows the dead center under molding in the hot press-molded product 2 having a step 2e on the top plate 2a, which was hot-press-molded by the press-molding apparatus 4 shown in FIGS. 9 (b) and 9 (c). FIG. 5 (b) is a contour diagram obtained by numerical analysis of the plate thickness reduction rate at a point, and FIG. 5 (b) shows a step on the top plate 2a hot press-formed by the press forming apparatus 4 shown in FIGS. 9 (b) and 9 (c). It is a contour figure by numerical analysis of the temperature of each part at the position 4 mm above the bottom dead center of molding in the hot press molded product 2 with 2e. Here, the step 2e is a boundary portion where the molding height of the top plate 2a changes.

図5(a)に示すように、熱間プレス成形において割れが生じ易い、段差2e付近の天板2a(段差2eを境として低い位置に存在する天板2a、特に段差2eの境界のパンチ側に凸の箇所)に連続する縦壁2cには、図10(a)および図10(d)に示す曲部1dと同様に、
(i)成形中にプレス方向のみならずプレス方向と直交する方向の張力が付与される部位であること、
(ii)金型5,6と接触しないため高温に保たれる部位であること、および
(iii)ブランク8が接触する金型5,6のダイ肩R部およびパンチ肩R部に挟まれた部位であること
という特徴がある。
As shown in FIG. 5A, the top plate 2a near the step 2e (the top plate 2a existing at a low position with the step 2e as the boundary, particularly the punch side at the boundary of the step 2e), which is likely to crack in hot press forming. On the vertical wall 2c continuous with the convex portion), similarly to the curved portion 1d shown in FIGS. 10 (a) and 10 (d),
(I) The part where tension is applied not only in the pressing direction but also in the direction orthogonal to the pressing direction during molding.
(Ii) It is a part that is kept at a high temperature because it does not come into contact with the dies 5 and 6, and (iii) it is sandwiched between the die shoulder R part and the punch shoulder R part of the dies 5 and 6 that the blank 8 comes into contact with. It has the characteristic of being a part.

(G)これらの特徴(i)〜(iii)から、天板2aの段差部2eの縦壁2cは成形時にひずみが集中するために板厚が大きく減少して割れが生じ易い。この理由をさらに詳しく説明する。 (G) From these features (i) to (iii), the vertical wall 2c of the stepped portion 2e of the top plate 2a is likely to be cracked due to a large decrease in plate thickness due to concentration of strain during molding. The reason for this will be explained in more detail.

図6(a)は、本発明に係るプレス成形装置12により熱間プレス成形品14を成形する際の成形下死点20mm上方位置でのブランク20の形状を示す説明図であり、図6(b)は、この時のプレス成形装置12の断面を示す説明図である。 FIG. 6A is an explanatory view showing the shape of the blank 20 at a position 20 mm above the bottom dead center of molding when the hot press molded product 14 is molded by the press molding apparatus 12 according to the present invention. b) is an explanatory view showing a cross section of the press forming apparatus 12 at this time.

図6(a)および図6(b)に示すように、ブランク8における天板2aに成形される部分8aに段差があると、パンチ5の凸側5aに位置する部分8aが成形初期にパンチ5の凹側5bに位置する部分8bよりも先に拘束されて成形されることになる。このため、成形が進行してパンチ5の凹側5bに位置する部分8bが成形される際には、パンチ5の凸側5aに位置する部分8aが拘束されているために材料の流入量が不足し、部分8bに連続する、縦壁2cに成形される部分において割れが生じ易くなる。特に熱間プレス成形では、成形時のブランク8における縦壁2cに成形される部分の非温度低下部(高温部)の領域が小さくなるため、冷間プレス成形よりもブランク8が拘束されることの影響が強くなり、部分8bに連続する、縦壁2cに成形される部分において割れがいっそう生じ易くなる。 As shown in FIGS. 6A and 6B, if there is a step in the portion 8a formed on the top plate 2a of the blank 8, the portion 8a located on the convex side 5a of the punch 5 punches at the initial stage of molding. It will be restrained and molded before the portion 8b located on the concave side 5b of 5. Therefore, when the molding proceeds and the portion 8b located on the concave side 5b of the punch 5 is formed, the inflow amount of the material is increased because the portion 8a located on the convex side 5a of the punch 5 is restrained. There is a shortage, and cracks are likely to occur in the portion formed on the vertical wall 2c that is continuous with the portion 8b. In particular, in hot press forming, the non-temperature lowering portion (high temperature portion) of the portion of the blank 8 formed on the vertical wall 2c during forming becomes smaller, so that the blank 8 is more constrained than in cold press forming. The influence of the above becomes stronger, and cracks are more likely to occur in the portion formed on the vertical wall 2c, which is continuous with the portion 8b.

(H)このため、天板2aに段差2eを有する熱間プレス成形品2における縦壁2eでの割れを抑制するためには、天板2aにおける段差2eに連続する縦壁2cの非温度低下部(高温部)の領域を拡大することによりひずみの局所的な集中を緩和することが有効である。 (H) Therefore, in order to suppress cracking at the vertical wall 2e in the hot press-formed product 2 having the step 2e on the top plate 2a, the non-temperature decrease of the vertical wall 2c continuous with the step 2e on the top plate 2a. It is effective to relax the local concentration of strain by expanding the area of the part (high temperature part).

図7(a)は、後述する本発明に係るプレス成形装置12により熱間プレス成形品14を成形する際の成形下死点20mm上方位置でのブランク20の形状を示す説明図であり、図7(b)は、この時のプレス成形装置12の断面を示す説明図である。 FIG. 7A is an explanatory view showing the shape of the blank 20 at a position 20 mm above the bottom dead center of molding when the hot press molded product 14 is molded by the press molding apparatus 12 according to the present invention described later. 7 (b) is an explanatory view showing a cross section of the press forming apparatus 12 at this time.

図7(b)に示すように、パンチ頂部に装着されたインナーパッド21を有するパンチ16を用いること、具体的には、ブランク20における、熱間プレス成形品14の天板14aに形成される段差14eに成形される部分の近傍を、インナーパッド21により支持してパンチ16とダイ18を用いて熱間プレス成形を行うことにより、ブランク20における、パンチ16の凸側16aに位置する部分20aと、パンチ16の凹側16bに位置する部分20bが略同時に成形されることになり、部分20bの成形時におけるブランク20の拘束が小さくなる。 As shown in FIG. 7B, a punch 16 having an inner pad 21 attached to the top of the punch is used, specifically, the punch 16 is formed on the top plate 14a of the hot press molded product 14 in the blank 20. By supporting the vicinity of the portion formed on the step 14e by the inner pad 21 and performing hot press forming using the punch 16 and the die 18, the portion 20a of the blank 20 located on the convex side 16a of the punch 16 Then, the portion 20b located on the concave side 16b of the punch 16 is formed substantially at the same time, and the restraint of the blank 20 at the time of forming the portion 20b is reduced.

(I)図5(c)は、後述する本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品14における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図5(d)は、本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品14における成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。 (I) FIG. 5 (c) is a contour diagram obtained by numerical analysis of the plate thickness reduction rate at the bottom dead point of molding in the hot press molded product 14 hot press molded by the press molding apparatus according to the present invention described later. FIG. 5D is a contour diagram obtained by numerically analyzing the temperature of each part at a position 4 mm above the bottom dead point of molding in the hot press-molded product 14 hot-press-molded by the press-molding apparatus according to the present invention. is there.

図5(c)および図5(d)を図5(a)および図5(b)と対比することから理解されるように、熱間プレス成形により天板14aに段差14eを有する熱間プレス成形品14を製造する際には、パンチ頂部に装着されたインナーパッドを有するパンチを用いること、具体的には、ブランクにおける、段差14eを境として高さの低い側の天板14aに成形される部分を、パンチ頂部に出入り自在に装着されたインナーパッドにより支持してパンチとダイを用いて熱間プレス成形を行うことにより、ブランク20における段差14e近傍の縦壁14cに成形される部分の非温度低下部(高温部)の領域を拡大でき、これにより、ひずみの局所的な集中を緩和して板厚の減少を抑制できるため、段差14e近傍の縦壁14cにおける割れの発生を効果的に解消できる。 As can be understood from comparing FIGS. 5 (c) and 5 (d) with FIGS. 5 (a) and 5 (b), a hot press having a step 14e on the top plate 14a by hot press forming. When manufacturing the molded product 14, a punch having an inner pad attached to the top of the punch is used, specifically, the blank is molded on the top plate 14a on the lower side with the step 14e as a boundary. The part to be formed on the vertical wall 14c near the step 14e in the blank 20 by supporting the portion to be formed by the inner pad mounted on the top of the punch and performing hot press forming using the punch and the die. Since the region of the non-temperature drop portion (high temperature portion) can be expanded, the local concentration of strain can be alleviated and the decrease in plate thickness can be suppressed, so that the occurrence of cracks in the vertical wall 14c near the step 14e is effective. Can be resolved.

(J)このように、インナーパッド21を用いることによる、部分20bの成形時におけるブランク20の拘束が小さくなること、およびブランク20における縦壁14cに成形される部分の非温度低下部(高温部)の領域が拡大されることの相乗効果によって、成形性が大幅に向上し、段差14eの近傍14dの縦壁14cでの割れが抑制される。つまり、ブランク20に熱間プレス成形を行って、ハット型断面または溝型断面の天板14aにプレス方向(成形品14の高さ)への段差を有する熱間プレス成形品14を製造する際には、インナーパッド21を用いることにより、この段差14eを境として低い高さの天板14aに連続する縦壁14cでの割れの発生を、効果的に抑制できる。 (J) As described above, by using the inner pad 21, the restraint of the blank 20 at the time of molding the portion 20b is reduced, and the non-temperature lowering portion (high temperature portion) of the portion of the blank 20 formed on the vertical wall 14c. ) Is expanded, the moldability is significantly improved, and cracking at the vertical wall 14c of the 14d near the step 14e is suppressed. That is, when hot press molding is performed on the blank 20 to manufacture a hot press molded product 14 having a step in the press direction (height of the molded product 14) on the top plate 14a having a hat-shaped cross section or a groove-shaped cross section. By using the inner pad 21, it is possible to effectively suppress the occurrence of cracks in the vertical wall 14c continuous with the top plate 14a having a low height with the step 14e as a boundary.

(K)このように、ハット形状あるいは溝型形状の断面に熱間プレスする際あるいはブランクに対して天板を有する凸部を熱間プレスで成形する際、ブランクにおける、パンチ肩R部近傍の縦壁に成形される部位が、プレス方向と直交する方向へ張力が付与されることに起因して、割れが懸念される部位である場合には、ブランクの部位の近傍をインナーパッドにより支持しながら熱間プレス成形を行うことにより、この部位でのブランクの割れを回避できる。 (K) As described above, when hot-pressing a hat-shaped or groove-shaped cross section or when forming a convex portion having a top plate with respect to a blank by hot pressing, the vicinity of the punch shoulder R portion in the blank If the part formed on the vertical wall is a part where cracking is a concern due to tension being applied in the direction orthogonal to the pressing direction, the vicinity of the blank part is supported by the inner pad. However, by performing hot press molding, cracking of the blank at this site can be avoided.

本発明は、以下に列記の通りである。
(1)パンチ頂部と、該パンチ頂部に連続するパンチ肩R部とを備える熱間プレス用金型において、前記パンチ頂部からパンチの外側に所定量突出して配置されるとともに成形下死点において前記パンチ頂部に収容されるインナーパッドを備えることを特徴とする熱間プレス用金型。
The present invention is as listed below.
(1) In a hot press die provided with a punch top and a punch shoulder R portion continuous with the punch top, a predetermined amount is projected from the punch top to the outside of the punch and is arranged at the bottom dead point of molding. A hot press die characterized by having an inner pad housed in the top of the punch.

(2)前記インナーパッドは、ブランクにおける、前記パンチ肩R部の近傍の縦壁に成形される部位に、プレス方向とは直交する方向へ張力を付与する箇所(ブランクに張力を付与するパンチの部分)に、配置されることを特徴とする1項に記載された熱間プレス用金型。 (2) The inner pad is a portion of the blank where tension is applied to a portion of the blank formed on a vertical wall in the vicinity of the punch shoulder R portion in a direction orthogonal to the pressing direction (a punch that applies tension to the blank). The hot press die according to item 1, characterized in that it is arranged in a portion).

(3)前記箇所は、プレス方向の平面視で前記パンチ頂部の縁が該パンチの外側に張り出して曲がっている箇所である2項に記載された熱間プレス用金型。 (3) The hot press die according to item 2, wherein the portion is a portion where the edge of the punch top protrudes to the outside of the punch and is bent in a plan view in the pressing direction.

(4)前記箇所は、前記パンチ頂部にパンチ高さ方向へ向けて形成された段差部を境としてパンチ高さが低い低位部(パンチの低位部)である2項に記載された熱間プレス用金型。 (4) The hot press according to item 2, wherein the portion is a low portion (low portion of the punch) having a low punch height with a step portion formed on the top of the punch in the punch height direction as a boundary. Mold for use.

(5)1項から4項までのいずれか1項に記載された熱間プレス用金型を備えることを特徴とする熱間プレス装置。 (5) A hot pressing apparatus including the hot pressing die according to any one of items 1 to 4.

(6)加熱されたブランクに、1項から4項までのいずれか1項に記載された熱間プレス用金型であるパンチおよびダイを用いてプレス成形を行うことによって、天板と、天板に連続する稜線と、稜線に連続する縦壁とを備える断面を有する熱間プレス成形品を製造する方法であって、前記プレス成形は、前記加熱されたブランクにおける前記天板に成形される部位を、前記パンチ頂部から所定量突出して配置された前記インナーパッドにより支持しながら、前記パンチを前記ダイに相対的に接近させて型締めすることにより、行われることを特徴とする熱間プレス成形品の製造方法。 (6) The top plate and the top plate are formed by press-molding the heated blank using the punch and die, which are the hot press dies described in any one of items 1 to 4. A method for producing a hot press-molded product having a cross section having a ridge line continuous with a plate and a vertical wall continuous with the ridge line, wherein the press molding is formed on the top plate in the heated blank. A hot press characterized in that the portion is supported by the inner pad arranged so as to project from the top of the punch by a predetermined amount, and the punch is compacted by bringing the punch relatively close to the die. Manufacturing method of molded products.

本発明における「熱間プレス成形品」は、自動車車体や自動車部品の構成部品として多数あり、例えば、センタピラーインナパネルおよびセンタピラーアウタパネル、サイドシルインナパネルおよびサイドシルアウタパネル、AピラーインナパネルおよびAピラーアウタパネル、ルーフレールインナパネル、ルーフクロス、フロントサイドメンバおよびリアサイドメンバ、さらにはサブフレーム(サスペンションメンバ)等が例示される。 The "hot press molded product" in the present invention is numerous as a component component of an automobile body or an automobile part. For example, a center pillar inner panel and a center pillar outer panel, a side sill inner panel and a side sill outer panel, an A pillar inner panel and an A pillar outer panel are used. , Roof rail inner panel, roof cloth, front side member and rear side member, and subframe (suspension member) and the like are exemplified.

本発明により、パンチ頂部に出入り自在に装着されたインナーパッドを有するパンチとダイを用いて熱間プレス成形を行うことにより縦壁部に成形される部分の非温度低下部(高温部)を拡大でき、これにより、縦壁の割れの発生を効果的に解消することができる。
具体的には、ブランクにおける、プレス方向の平面視で天板が外側に張り出す箇所、天板に段差がある箇所に、パンチ頂部に出入り自在に装着されたインナーパッドを接触させてパンチとダイを用いて熱間プレス成形を行うことにより、当該箇所の縦壁に成形される部分の割れの発生を解消することができる。
According to the present invention, the non-temperature lowering portion (high temperature portion) of the portion formed on the vertical wall portion is enlarged by performing hot press forming using a punch and a die having an inner pad mounted freely on the top of the punch. This makes it possible to effectively eliminate the occurrence of cracks in the vertical wall.
Specifically, in the blank, the punch and the die are brought into contact with the inner pad attached to the top of the punch so that the top plate protrudes outward in the plan view in the pressing direction and the top plate has a step. By performing hot press forming using the above, it is possible to eliminate the occurrence of cracks in the portion formed on the vertical wall of the portion.

図1は、本発明に係る熱間プレス装置と、これらにより製造されるプレス成形品を模式的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a hot press apparatus according to the present invention and a press-molded product produced by these. 図2は、本発明に係る熱間プレス装置と、これらにより製造されるプレス成形品を模式的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a hot press apparatus according to the present invention and a press-molded product produced by these. 図3は、パンチおよびダイを備える従来の熱間プレス装置を用いてブランクに熱間プレス成形を行う状況を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a situation in which a blank is hot-pressed using a conventional hot-pressing apparatus including a punch and a die. 図4は、本発明に係る熱間プレス装置を用いてブランクに熱間プレス成形を行う状況を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a situation in which hot press forming is performed on a blank using the hot press apparatus according to the present invention. 図5(a)は、インナーパッドを用いない従来の熱間プレス成形法により製造された、図9(a)に示すプレス成形品の成形下死点での板厚減少率分布の数値解析によるコンター図であり、図5(b)は、インナーパッドを用いない従来の熱間プレス成形法により製造された、図9(a)に示すプレス成形品の成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図であり、図5(c)は、インナーパッドを用いる本発明に係る熱間プレス成形法により製造された、図2(a)に示すプレス成形品の成形下死点での板厚減少率分布の数値解析によるコンター図であり、図5(d)は、インナーパッドを用いる本発明に係る熱間プレス成形法により製造された、図2(a)に示すプレス成形品の成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。FIG. 5 (a) is a numerical analysis of the plate thickness reduction rate distribution at the bottom dead center of the press-formed product shown in FIG. 9 (a) manufactured by a conventional hot press forming method without using an inner pad. FIG. 5 (b) is a contour diagram, in which FIG. 5 (b) is a position 4 mm above the bottom dead center of the press-formed product shown in FIG. 9 (a) manufactured by a conventional hot press forming method without using an inner pad. FIG. 5 (c) is a contour diagram obtained by numerical analysis of the temperature of each part of the above, and FIG. 5 (c) shows the molding of the press-formed product shown in FIG. FIG. 5 (d) is a contour diagram obtained by numerical analysis of the plate thickness reduction rate distribution at the dead center, and FIG. 5 (d) is shown in FIG. 2 (a) manufactured by the hot press forming method according to the present invention using an inner pad. It is a contour figure by numerical analysis of the temperature of each part at a position 4 mm above the bottom dead center of a press-molded product. 図6(a)は、本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形品を成形する際の成形下死点20mm上方位置でのブランクの形状を示す説明図であり、図6(b)は、この時のプレス成形装置の断面を示す説明図である。FIG. 6A is an explanatory view showing the shape of the blank at a position 20 mm above the bottom dead center of molding when molding a hot press-molded product by the press molding apparatus according to the present invention, and FIG. 6B is an explanatory view. , It is explanatory drawing which shows the cross section of the press molding apparatus at this time. 図7(a)は、後述する本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形品を成形する際の成形下死点20mm上方位置でのブランクの形状を示す説明図であり、図7(b)は、この時のプレス成形装置の断面を示す説明図である。FIG. 7A is an explanatory view showing the shape of the blank at a position 20 mm above the bottom dead center of molding when the hot press-molded product is molded by the press molding apparatus according to the present invention described later, and is FIG. 7B. ) Is an explanatory view showing a cross section of the press molding apparatus at this time. 図8(a)は、割れを生じる熱間プレス成形品を示す斜視図であり、図8(b)は、熱間プレス成形品のプレス成形装置の1/2断面を示す説明図である。FIG. 8A is a perspective view showing a hot press-formed product in which cracks occur, and FIG. 8B is an explanatory view showing a 1/2 cross section of a press-molding apparatus for the hot press-formed product. 図9(a)は、同様の割れを生じる熱間プレス成形品を示す斜視図であり、図9(b)は、熱間プレス成形品のプレス成形装置の1/2断面を示す説明図であり、図9(c)は、プレス成形開始前のプレス成形装置における図9(a)中のA−A‘断面に相当する断面を示す説明図である。FIG. 9 (a) is a perspective view showing a hot press-formed product in which similar cracks occur, and FIG. 9 (b) is an explanatory view showing a 1/2 cross section of the press-molding apparatus of the hot press-formed product. 9 (c) is an explanatory view showing a cross section corresponding to the AA'cross section in FIG. 9 (a) in the press molding apparatus before the start of press molding. 図10(a)は、図8に示すプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図10(b)は、図8に示すプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品における成形下死点よりも10mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図であり、図10(c)は、本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図10(d)は、本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品における成形下死点よりも10mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。FIG. 10A is a contour diagram obtained by numerical analysis of the plate thickness reduction rate at the bottom dead point of molding in the hot press-molded product hot-press-molded by the press-molding apparatus shown in FIG. 8; ) Is a contour diagram obtained by numerically analyzing the temperature of each part at a position 10 mm above the bottom dead point of molding in the hot press-molded product hot-press-molded by the press-molding apparatus shown in FIG. 8 (c). FIG. 10D is a contour diagram obtained by numerical analysis of the plate thickness reduction rate at the bottom dead point of molding in a hot press-molded product hot press-molded by the press-molding apparatus according to the present invention. FIG. 10 (d) is a contour diagram of the present invention. FIG. 5 is a contour diagram obtained by numerically analyzing the temperature of each part at a position 10 mm above the bottom dead point of molding in a hot press-molded product hot-press-molded by the press-molding apparatus according to the above.

添付図面を参照しながら本発明を説明する。
1.本発明に係る熱間プレス装置11,12
図1(a)は、本発明に係る熱間プレス装置11により製造されるプレス成形品13を模式的に示す説明図であり、図1(b)は、本発明に係る熱間プレス装置11を示す説明図である。また、図2(a)は、本発明に係る熱間プレス装置12により製造されるプレス成形品14を模式的に示す説明図であり、図2(b)は、本発明に係る熱間プレス装置12を示す説明図である。
The present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1. 1. Hot press devices 11, 12 according to the present invention
FIG. 1 (a) is an explanatory view schematically showing a press-formed product 13 manufactured by the hot press device 11 according to the present invention, and FIG. 1 (b) is an explanatory view showing the hot press device 11 according to the present invention. It is explanatory drawing which shows. 2 (a) is an explanatory view schematically showing a press-formed product 14 manufactured by the hot press device 12 according to the present invention, and FIG. 2 (b) is an explanatory view schematically showing the hot press according to the present invention. It is explanatory drawing which shows the apparatus 12.

以下、図1(a)および図1(b),図2(a)および図2(b)を参照しながら熱間プレス装置11,12をまとめて説明する。 Hereinafter, the hot press devices 11 and 12 will be collectively described with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b), 2 (a) and 2 (b).

図1(b),図2(b)に示すように、熱間プレス装置11,12は、熱間プレス用金型であるパンチ15,16と、ダイ17,18とを備え、熱間プレス装置11ではさらにブランクホルダ19とを備える。 As shown in FIGS. 1 (b) and 2 (b), the hot press devices 11 and 12 include punches 15 and 16 which are dies for hot press and dies 17 and 18, and hot press. The device 11 further includes a blank holder 19.

熱間プレス装置11は、パンチ15と、ダイ17と、ブランクホルダ19を用いてブランク20に絞り成形による熱間プレス成形を行うことにより、天板13aと、天板13aに連続する2つの稜線13b,13bと、2つの稜線13b,13bそれぞれに連続する2つの縦壁13c,13cとを備える断面(例えばハット断面または溝型断面)を有するとともに、2つの稜線13b,13bおよび2つの縦壁13c,13cのうちの少なくとも一つの稜線13bおよび縦壁13cがプレス方向の平面視で天板13aの外側に張り出して曲がる曲部13dを有する熱間プレス成形品13を製造する。 The hot press device 11 uses the punch 15, the die 17, and the blank holder 19 to perform hot press forming on the blank 20 by drawing, so that the top plate 13a and the two ridges continuous to the top plate 13a are formed. It has a cross section (for example, a hat cross section or a grooved cross section) having 13b, 13b and two continuous vertical walls 13c, 13c on each of the two ridge lines 13b, 13b, and also has two ridge lines 13b, 13b and two vertical walls. A hot press-formed product 13 having a curved portion 13d in which at least one ridge line 13b and a vertical wall 13c of 13c and 13c project and bend to the outside of the top plate 13a in a plan view in the pressing direction is manufactured.

一方、熱間プレス装置12は、パンチ16と、ダイ18を用いてブランク20に曲げ成形による熱間プレス成形を行うことにより、天板14aと、天板14aに連続する2つの稜線14b,14bと、2つの稜線14b,14bそれぞれに連続する2つの縦壁14c,14cとを備える断面(例えばハット断面または溝型断面)を有するとともに、天板14aが熱間プレス成形品14の高さ方向(天板14aに略直交する方向)への段差14eを有する熱間プレス成形品14を製造する。段差14eを境にして、天板14aには、前記高さの高い部分と、該高さの低い部分とに区画され、段差14eでは高さが変化する。 On the other hand, the hot press device 12 uses the punch 16 and the die 18 to perform hot press forming on the blank 20 by bending, so that the top plate 14a and the two ridge lines 14b and 14b continuous with the top plate 14a are formed. The top plate 14a has a cross section (for example, a hat cross section or a grooved cross section) having two vertical walls 14c and 14c continuous with each of the two ridge lines 14b and 14b, and the top plate 14a is in the height direction of the hot press molded product 14. A hot press-molded product 14 having a step 14e in the direction (direction substantially orthogonal to the top plate 14a) is manufactured. The top plate 14a is divided into a high-height portion and a low-height portion with the step 14e as a boundary, and the height changes at the step 14e.

パンチ15,16には本発明に係る熱間プレス用金型が用いられる。すなわち、パンチ15,16は、パンチ頂部15a,16aと、パンチ頂部15a,16aに連続する2つのパンチ肩R部15b,16bとを備える。 The hot press dies according to the present invention are used for the punches 15 and 16. That is, the punches 15 and 16 include punch tops 15a and 16a and two punch shoulders R portions 15b and 16b continuous with the punch tops 15a and 16a.

熱間プレス装置11では2つのパンチ肩R部15bのうちの少なくとも一方は、プレス方向の平面視で曲部を有する。この曲部は、熱間プレス成形品13の曲部13dを成形するためのものである。図1は、パンチ15の曲部の位置での断面を示す。 In the hot press device 11, at least one of the two punch shoulder R portions 15b has a curved portion in a plan view in the pressing direction. This curved portion is for molding the curved portion 13d of the hot press molded product 13. FIG. 1 shows a cross section of the punch 15 at the position of the curved portion.

熱間プレス装置12によって成形されるプレス成形品14では、2つのパンチ肩R部16bによって形成される稜線14bが別の縦壁部に突き当たり、天板14aに段差14eが生じている。図2(b)は、パンチ肩R部16bよって形成される稜線14bが別の縦壁部に突き当たる近傍、すなわち段差14eを境にして天板14aにおける高さの低い部分での断面を示す。 In the press-molded product 14 formed by the hot press device 12, the ridge line 14b formed by the two punch shoulder R portions 16b abuts against another vertical wall portion, and a step 14e is formed on the top plate 14a. FIG. 2B shows a cross section in the vicinity where the ridge line 14b formed by the punch shoulder R portion 16b abuts on another vertical wall portion, that is, a portion of the top plate 14a having a low height with a step 14e as a boundary.

パンチ15,16は、図1(b),図2(b)において、パンチ頂部15a,16aから所定量突出して配置されるインナーパッド21,21を備える。インナーパッド21,21は、ブランク20における天板13a,14aに成形される部分の一部(ブランク20における、パンチ肩R部近傍の縦壁13c,14cに成形される部位にプレス方向とは直交する方向に張力が付与される箇所の近傍)を支持すればよいが、この一部を除いた残余の部分(例えば全部)をも支持してもよい。 The punches 15 and 16 include inner pads 21 and 21 arranged so as to project by a predetermined amount from the punch tops 15a and 16a in FIGS. 1B and 2B. The inner pads 21 and 21 are perpendicular to the pressing direction at a part of the portion of the blank 20 formed on the top plates 13a and 14a (the portion of the blank 20 formed on the vertical walls 13c and 14c near the punch shoulder R portion). It suffices to support the vicinity of the place where tension is applied in the direction of tension, but the remaining part (for example, all) excluding a part thereof may also be supported.

パンチ頂部15a,16aには、インナーパッド21,21を収容するための収容孔15c、16cが穿設されており、収容孔15c、16cの底部15d,16dには、インナーパッド21,21をパンチ頂部15a,16aから所定量突出して配置するためにばね15e,16eやガスクッションといった適当な加圧機構が設けられている。 Accommodation holes 15c and 16c for accommodating inner pads 21 and 21 are bored in the punch tops 15a and 16a, and inner pads 21 and 21 are punched in the bottoms 15d and 16d of the accommodation holes 15c and 16c. Appropriate pressurizing mechanisms such as springs 15e and 16e and gas cushions are provided to project a predetermined amount from the tops 15a and 16a.

インナーパッド21,21は、プレス成形の開始時には図1(b),図2(b)に示す位置に配置されており、プレス成形開始後にダイ17,18がパンチ15,16に接近するに伴ってダイ17,18に付勢されて徐々に上記位置から収容孔15c、16cの底部15d,16dへ向けて移動し、成形下死点においてパンチ頂部15a,16aに完全に収容されてパンチ頂部15a,16aの一部をなすように、配置される。 The inner pads 21 and 21 are arranged at the positions shown in FIGS. 1 (b) and 2 (b) at the start of press molding, and as the dies 17 and 18 approach the punches 15 and 16 after the start of press molding. It is urged by the dies 17 and 18 and gradually moves from the above positions toward the bottoms 15d and 16d of the accommodation holes 15c and 16c, and is completely accommodated in the punch tops 15a and 16a at the bottom dead center of molding and is completely contained in the punch tops 15a. , 16a are arranged so as to form a part of.

なお、図1に示すように、ダイ17等に支持されるダイパッド17aを用い、ダイパッド17aとインナーパッド21によりブランク20を挟持することが好ましい。また、図2(b)においても(図示はしていないが)同様にダイパッドがあることが望ましい。
本発明に係る熱間プレス装置11,12は以上のように構成される。
As shown in FIG. 1, it is preferable to use a die pad 17a supported by a die 17 or the like and sandwich the blank 20 between the die pad 17a and the inner pad 21. Further, in FIG. 2B, it is desirable to have a die pad as well (although not shown).
The hot press devices 11 and 12 according to the present invention are configured as described above.

2.本発明に係る製造方法
本発明では、図1(a)および図1(b),図2(a)および図2(b)に示すように、加熱されたブランク20,20に熱間プレス装置11,12を用いてプレス成形を行うことによって、熱間プレス成形品13,14を製造する。
2. 2. Manufacturing Method According to the Present Invention In the present invention, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), 2 (a) and 2 (b), a hot press device is applied to the heated blanks 20 and 20. Hot press-molded products 13 and 14 are manufactured by performing press-molding using 11 and 12.

図3は、パンチ31およびダイ32を備える従来の熱間プレス装置30を用いてブランク20に熱間プレス成形を行う状況を示す説明図であり、図4は、本発明に係る熱間プレス装置11,12を用いてブランク20に熱間プレス成形を行う状況を示す説明図である。 FIG. 3 is an explanatory view showing a situation in which hot press forming is performed on a blank 20 using a conventional hot press device 30 including a punch 31 and a die 32, and FIG. 4 is an explanatory view showing a situation in which hot press forming is performed on a blank 20, and FIG. 4 is a hot press device according to the present invention. It is explanatory drawing which shows the situation of performing hot press forming on a blank 20 using 11 and 12.

図3に示すように、熱間プレス装置30を用いる従来の熱間プレス成形時に、ブランク20の第1の部分20aはダイR部32aと接触することにより冷却されるとともに、第2の部分20bはパンチ肩R部31aと接触することにより冷却される。このため、ブランク20における、第1の部分20aと第2の部分20bとの間の第3の部分(プレス成形品における縦壁に成形される部分)20cは、狭い範囲で非温度低下部(高温部)の領域となり、曲部13dあるいは段差14eの成形される箇所(すなわち14d)においてひずみが集中するために板厚が大きく減少して割れが生じ易い。 As shown in FIG. 3, during the conventional hot press forming using the hot press device 30, the first portion 20a of the blank 20 is cooled by coming into contact with the die R portion 32a, and the second portion 20b is formed. Is cooled by contacting the punch shoulder R portion 31a. Therefore, in the blank 20, the third portion (the portion formed on the vertical wall in the press-molded product) 20c between the first portion 20a and the second portion 20b is a non-temperature lowering portion (a portion formed on the vertical wall in the press-molded product) in a narrow range. Since the strain is concentrated in the curved portion 13d or the formed portion (that is, 14d) of the curved portion 13d or the step 14e in the region (high temperature portion), the plate thickness is greatly reduced and cracks are likely to occur.

これに対し、図4に示すように、本発明では、曲部13d,段差14eを境として高さの低い天側の天板14aの熱間プレス成形は、ブランク20における天板13a,14aに成形される部位を、パンチ頂部15a,16aから所定量Sipだけ突出して配置されるインナーパッド21により支持しながら、パンチ15,16をダイ17,18に相対的に接近させて型締めすることにより、行われる。 On the other hand, as shown in FIG. 4, in the present invention, the hot press forming of the top plate 14a on the top side having a low height with the curved portion 13d and the step 14e as the boundary is performed on the top plates 13a and 14a in the blank 20. By supporting the molded portion with an inner pad 21 arranged so as to project a predetermined amount of Ship from the punch tops 15a and 16a, the punches 15 and 16 are relatively close to the dies 17 and 18 and molded. , Will be done.

ブランク20の第1の部分20aはダイ型R部17a,18aと接触することにより冷却されるとともに,第2の部分20bはパンチ肩R部15a,16aではなくインナーパッド肩R部21aと接触することにより冷却される。 The first portion 20a of the blank 20 is cooled by contacting with the die-shaped R portions 17a and 18a, and the second portion 20b comes into contact with the inner pad shoulder R portion 21a instead of the punch shoulder R portions 15a and 16a. It is cooled by.

この際、ブランク20は、インナーパッド21により所定量だけダイ17,18に接近した位置で支持されているため、ブランク20における、第1の部分20aと第2の部分20bとの間の第3の部分(プレス成形品における縦壁に成形される部分)20cは、図3に示す従来例よりも広い範囲で非温度低下部(高温部)の領域が形成されるため、曲部13dあるいは段差14eの成形される箇所において成形時にひずみが集中することが緩和され、これにより板厚減少率が軽減され、割れが解消する。 At this time, since the blank 20 is supported by the inner pad 21 at a position close to the dies 17 and 18 by a predetermined amount, the third portion 20a between the first portion 20a and the second portion 20b in the blank 20 is supported. 20c (a portion formed on a vertical wall in a press-molded product) 20c has a non-temperature lowering portion (high temperature portion) region formed in a wider range than the conventional example shown in FIG. The concentration of strain during molding at the molding location of 14e is alleviated, which reduces the plate thickness reduction rate and eliminates cracks.

図5(a)は、インナーパッドを用いない従来の熱間プレス成形法により製造された、図9(a)に示すプレス成形品2の成形下死点での板厚減少率分布の数値解析によるコンター図であり、図5(b)は、インナーパッドを用いない従来の熱間プレス成形法により製造された、図9(a)に示すプレス成形品2の成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図であり、図5(c)は、インナーパッドを用いる本発明に係る熱間プレス成形法により製造された、図2(a)に示すプレス成形品14の成形下死点での板厚減少率分布の数値解析によるコンター図であり、図5(d)は、インナーパッドを用いる本発明に係る熱間プレス成形法により製造された、図2(a)に示すプレス成形品14の成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。 FIG. 5A is a numerical analysis of the plate thickness reduction rate distribution at the bottom dead center of the press-formed product 2 shown in FIG. 9A, which was manufactured by a conventional hot press forming method without using an inner pad. 5 (b) is a contour diagram according to FIG. 5 (b), which is 4 mm above the bottom dead center of the press-formed product 2 shown in FIG. 9 (a), which is manufactured by a conventional hot press forming method without using an inner pad. FIG. 5 (c) is a contour diagram obtained by numerically analyzing the temperature of each part at the position, and FIG. 5 (c) shows a press-formed product 14 shown in FIG. 2 (a) manufactured by the hot press forming method according to the present invention using an inner pad. FIG. 5 (d) is a contour diagram obtained by numerical analysis of the plate thickness reduction rate distribution at the bottom dead center of molding, and FIG. 5 (d) is FIG. 2 (a) manufactured by the hot press forming method according to the present invention using an inner pad. ) Is a contour diagram obtained by numerical analysis of the temperature of each part at a position 4 mm above the bottom dead center of the press-formed product 14.

図5(b)および図5(d)を対比することから理解されるように、本発明は、従来例よりも、成形下死点よりも4mm上方位置で、プレス成形品14の段差部の縦壁14cに成形される部分の非温度低下部(高温部)が拡大されている。 As can be understood from the comparison of FIGS. 5 (b) and 5 (d), the present invention presents the present invention at a position 4 mm above the bottom dead center of the molded product 14 of the press-molded product 14 as compared with the conventional example. The non-temperature lowering portion (high temperature portion) of the portion formed on the vertical wall 14c is enlarged.

このため、図5(a)および図5(b)に示すように、従来例では、プレス成形品14の段差部の縦壁14cの板厚減少率が割れを示す28.9%に達しているが、本発明ではこの板厚減少率が18.6%に抑制されており、段差部の縦壁14cに割れが生じないことがわかる。 Therefore, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), in the conventional example, the plate thickness reduction rate of the vertical wall 14c of the stepped portion of the press-formed product 14 reaches 28.9%, which indicates cracking. However, in the present invention, this plate thickness reduction rate is suppressed to 18.6%, and it can be seen that cracks do not occur in the vertical wall 14c of the stepped portion.

13 熱間プレス成形品
15 熱間プレス用金型
15a パンチ頂部
15b パンチ肩R部
20 ブランク
21 インナーパッド
13 Hot press molded product 15 Hot press die 15a Punch top 15b Punch shoulder R part 20 Blank 21 Inner pad

Claims (5)

パンチ頂部、該パンチ頂部に連続するパンチ肩R部、および、前記パンチ頂部から前記パンチ頂部の外側に所定量突出して配置されるとともに成形下死点において前記パンチ頂部に収容されるインナーパッド、を含むパンチと、
前記パンチと協働してブランクに熱間プレス加工を行うダイと、
前記熱間プレス加工時において前記ブランクの外周端縁が前記パンチと前記ダイとで挟まれるまでの間前記外周縁部を非拘束の自由端にするための自由端配置空間形成部と、
を備え、
前記パンチおよび前記ダイは、前記熱間プレス加工によって前記ブランクを熱間プレス成形品に成形し、
前記熱間プレス成形品が、天板と、この天板に設けられた一対の稜線と、対応する稜線にそれぞれ連続する一対の縦壁と、を有する溝型断面部を含むように、且つ、前記稜線の延びる方向における前記溝型断面部の両端部が前記稜線の延びる方向に向けて開放された形状を有し、且つ、前記一対の稜線が途中で曲がった部分を有するように、前記パンチおよび前記ダイを形成し配置しており、
前記パンチおよび前記ダイは、天板と、この天板に設けられた稜線と、この稜線に連続し前記ダイとは交差するように延びる縦壁と、を含む熱間プレス成形品を成形すべく前記ブランクを熱間プレス加工するように構成され、
前記パンチ頂部は、前記天板を形成する部分として設けられ、
前記パンチ肩R部は、前記稜線を形成する部分として設けられ、
前記パンチは、前記パンチ肩R部に連続し前記縦壁を形成する部分をさらに含み、
前記縦壁を形成する部分に隣接して前記インナーパッドが配置されており、
熱間プレス方向の平面視で前記パンチ頂部の縁が前記パンチの外側に張り出して曲がっている箇所に、前記インナーパッドが配置されており、
熱間プレス方向の平面視で前記パンチ頂部の縁のうち前記パンチの外側に張り出して曲がっている箇所から外れた位置に、前記インナーパッドが配置されていない箇所が設けられている、熱間プレス用金型。
A punch top, a punch shoulder R portion continuous with the punch top, and an inner pad that is arranged so as to project from the punch top to the outside of the punch top by a predetermined amount and is housed in the punch top at the bottom dead center of molding. With punches, including
A die that hot presses a blank in cooperation with the punch,
During the hot press working, a free end arrangement space forming portion for making the outer peripheral edge portion an unconstrained free end until the outer peripheral edge of the blank is sandwiched between the punch and the die.
With
The punch and the die form the blank into a hot press molded product by the hot press working.
The hot press-formed product includes a groove-shaped cross section having a top plate, a pair of ridge lines provided on the top plate, and a pair of vertical walls continuous with the corresponding ridge lines, respectively. The punch so that both ends of the groove-shaped cross section in the extending direction of the ridge have a shape that is open toward the extending direction of the ridge, and the pair of ridges have a bent portion in the middle. And the die is formed and arranged ,
The punch and the die are used to form a hot press-molded product including a top plate, a ridge line provided on the top plate, and a vertical wall continuous with the ridge line and extending so as to intersect the die. The blank is configured to be hot pressed
The punch top is provided as a portion forming the top plate.
The punch shoulder R portion is provided as a portion forming the ridgeline.
The punch further includes a portion that is continuous with the punch shoulder R portion and forms the vertical wall.
The inner pad is arranged adjacent to the portion forming the vertical wall, and the inner pad is arranged.
The inner pad is arranged at a position where the edge of the top of the punch protrudes to the outside of the punch and is bent in a plan view in the hot press direction.
A hot press in which the inner pad is not arranged at a position outside the bent portion of the edge of the punch top in a plan view in the hot press direction, which protrudes to the outside of the punch. Mold for use.
前記ダイに形成された凹部から前記パンチ側に所定量突出するように配置されるとともに前記成形下死点において前記凹部に収容されるダイパッド、
をさらに備え、
前記ダイパッドおよび前記インナーパッドが前記ブランクを挟持した状態で前記パンチ頂部および前記ダイを相対移動することで、前記熱間プレス加工が行われることを特徴とする、請求項1に記載の熱間プレス用金型。
A die pad, which is arranged so as to project a predetermined amount from the recess formed in the die toward the punch side and is housed in the recess at the bottom dead center of molding.
With more
The hot press according to claim 1, wherein the hot press working is performed by relatively moving the punch top and the die with the die pad and the inner pad sandwiching the blank. Mold.
前記稜線の延びる方向における前記溝型断面部の両端部にはフランジを形成しない、請求項1または請求項2に記載された熱間プレス用金型。 The hot press die according to claim 1 or 2 , wherein flanges are not formed at both ends of the grooved cross section in the extending direction of the ridgeline . 請求項1から請求項までのいずれか1項に記載された熱間プレス用金型を備えることを特徴とする熱間プレス装置。 A hot press apparatus comprising the hot press die according to any one of claims 1 to 3 . 加熱されたブランクに、請求項1から請求項までのいずれか1項に記載された熱間プレス用金型を用いて熱間プレス成形を行うことを特徴とする熱間プレス成形品の製造方法。
Manufacture of a hot press-molded product, which comprises performing hot press molding on a heated blank using the hot press die according to any one of claims 1 to 3. Method.
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